Les folates sont des vitamines importantes dans le développement neurologique d’un enfant puisqu’elles sont impliquées dans deux pathologies : l’autisme et les anomalies de fermeture du tube neural (AFTN). Une carence en vitamine B9 et la présence de certains polymorphismes des gènes du métabolisme des monocarbones sont associées à un risque augmenté d’anomalies de fermeture du tube neural. A l’inverse, une supplémentation périconceptionnelle en vitamine B9 a permis de réduire l’incidence de ces malformations. Dans le cadre de l’autisme, la présence d’anticorps dirigés contre le récépteur aux folates FR aplha au niveau cérébral entraînant une carence en folate cérébral a été décrite avec une fréquence importante chez les enfants autistes. Un traitement par acide folinique permettrait une amélioration des symptômes en corrigeant la carence en folates grâce à un passage médié par le RFC (récépteur non bloqué par les anticorps). La première partie est une étude clinique randomisée versus placebo réalisée au CHU de Nancy dont le but est d’évaluer l’éfficacité d’un traitement par acide folinique pendant 12 semaines sur la réduction des troubles autistiques. 19 enfants ont été inclus dans l’étude.Une amélioration significative des symptômes autistiques est observée pour le score ADOS dans le groupe traité (p= 0,02), plus particulièrement pour les interactions sociales réciproques (p=0,019). La fréquence des Anticorps anti FR alpha au sein du groupe est de 58 %. Il n’y a pas de corrélation observée entre le taux d’anticorps et l’importance de la réponse au traitement. Aucun effet secondaire grave n’a été observé au cours de l’étude. La seconde partie est une étude par séquençage haut débit d’un large panel de gènes chez des patients présentant des anomalies de fermeture du tube neural (SureSelect Focused Exome Plus (Agilent®)). Le séquençage a été complété par une analyse de méthylation pan-génomique (Infinium HumanMethylation Beadchip (Illumina®)). 23 patients ont été inclus dans l’étude. Plusieurs variants rares ont été identifiés comme associés au risque de AFTN dont des variants de gènes du métabolisme des monocarbones : LRP2, rs137983840, p=0,005; MMAA, rs148142853, p= 0,005 ;TCN2, rs35838082, p=0,044, FPGS, rs41306702, p=0,0012, BHMT, rs763726268, p= 0,011 et de la voie Sonic Hedgehog (SHH) (GLI3, rs35364414, p=0,012). Une différence de méthylation significative a été mise en évidence au niveau du gène CFAP46 (hémiméthylation versus absence de méthylation chez les contrôles) chez un patient porteur des 4 variants à risque identifiés (LRP2, MMAA, BHMT et GLI3). Ces résultats renforcent l’implication des folates dans ces deux pathologies du neurodéveloppement que sont l’autisme et les anomalies de fermeture du tube neural. Une recherche des anticorps anti-FRalpha plus systématique chez les enfants autistes pourrait permettre de proposer un traitement par acide folinique ciblé. Dans le cadre des AFTN, notre étude a mis en évidence l’influence de gènes impliqués dans le métabolisme de la vitamine B12 et monocarbone sur le risque de AFTN. Un nouveau gène candidat (GLI3) est identifié ainsi qu’une signature de méthylation mettant en évidence l’influence de la voie SHH / Folates are essentials vitamins in children neurodevelopment with an implication in two pathologies : autism and neural tube defects (NTD). Folates deficiency and some polymorphisms of genes involved in one carbon metabolism (OCM) are associated with NTD. Contrary, periconceptional folate supplementation is associated with decreased NTD frequency.In autism, higher frequency of antibodies against Folate Receptor Alpha (FR alpha) is rapported and associated with folates cerebral deficiency. Folinic acid treatment could improve autistic symptoms by correcting cerebral folate deficiency (cerebral transport mediated by RFC, an other receptor which not blocked by antibodies anti-FR alpha). First part is a randomized controlled trial versus placebo realized in CHU of Nancy in order to evaluate efficiency of folinic acid treatment during 12 weeks on autistic symptoms. 19 children have been included in the study. A significative improvement of autistic symptoms is observed by ADOS score in folinic acid group (p= 0.02) and particularly for mutual social interactions (p=0.012). FRalpha antibodies are present in 58 % of the group. We didn’t observed correlation between antibodies titers and folinic acid response. No serious adverse effects have been observed during the study. Second part is hight throughput next generation sequencing of DNA from patients with NTD using SureSelect Focused Exome Plus (Agilent®). Sequencing has been completed with DNA methylation analysis (Infinium HumanMethylation Beadchip (Illumina®)). 23 patients were included in the study. Six variants have been associated with NTD: from genes of B12 metabolism LRP2, rs137983840, p=0.005; MMAA, rs148142853, p= 0.005 and TCN2, rs35838082, p=0.044), folate cellular metabolism (FPGS, rs41306702, p=0.0012; choline metabolism, BHMT, rs763726268, p= 0.011) and Sonic Hedgehog pathway(SHH) (GLI3, rs35364414, p=0.012). A significative difference of methylation is identified in the vicinity of CFAP46 gene (hemimethylation versus no methylation in pseudo-controls) in one patient exhibited variants of BHMT, LRP2etMMAA. These results highlight implication of folates in these two pathologies of neurodevelopment, wich are autism and NTD. Anti-FRalpha should be routinely evaluated in case of autism in order to propose folinic acid treatment if they are positives. In the NTD study, we identified new variants from gene from one carbon metabolism probably implicated. A new candidate gene is identified (GLI3) and a methylation signature in association with B12 metabolism and OCM gene variants

Classés parmi les Polluants Organiques Persistants, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont des composés ubiquitaires dans l'environnement, auxquels l'Homme est exposé principalement via l'ingestion d'aliments contaminés. Les HAP sont connus depuis les années 1990 comme pouvant être neurotoxiques tant chez l'Homme que chez l'animal. Le transfert des HAP entre la mère et le foetus via le placenta ainsi que la présence de ces composés dans le lait maternel ont été montrés à plusieurs reprises, posant ainsi la question du risque lié à une exposition survenant lors de phases précoces du développement de l'individu. Parce que ce risque n'a été que partiellement étudié, le travail de thèse présenté dans ce manuscrit a eu pour objectif d'évaluer la toxicité à court et à long terme pour le système nerveux en développement, d'un mélange de 16 HAP ingéré par la rate gestante et/ou allaitante. Les HAP ont été administrés via un aliment contaminé à deux doses, 2 et 200 µg/kg/jour La dose la plus faible correspond aux niveaux de contamination environnementale via l'alimentation de la mère pendant les périodes de gestation et/ou d'allaitement. Les résultats montrent que l'exposition périnatale au mélange de HAP n'a pas induit d'effets à court terme sur le développement neuromoteur et sensoriel des jeunes rats. En revanche, une augmentation à long terme des niveaux d'activité et d'anxiété a été relevée chez les animaux exposés. Par ailleurs, des modifications du métabolisme énergétique cérébral, évalué par l'activité enzymatique de la cytochrome oxydase sur des coupes de cerveaux prélevés à différents âges ont été observées, notamment au niveau du système limbique. La mesure des concentrations de HAP dans le compartiment cérébral des ratons a montré la présence de l'ensemble des molécules mères, y compris chez les animaux témoins, ce qui laisse supposer l'existence d'un bruit de fond environnemental non négligeable dans ce type d'étude. Finalement, plusieurs facteurs modulent la toxicité induite, parmi lesquelles la période d'exposition, et l'administration d'un mélange et non d'une molécule seule. En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence, chez le rat, une neurotoxicité retardée suite à une exposition précoce à un mélange de 16 HAP tant sur le plan comportemental que métabolique, ce qui pose la question du risque pour l'Homme, et en particulier pour l'individu en développement, d'une exposition à ce type de composés / Compounds in the environment to which human is exposed mainly through ingestion of contaminated food. PAHs are known since the 1990s as being neurotoxic both in humans and in animals. PAH transfer between mother and fetus through the placenta, and the presence of these compounds in breast milk have been shown, thus raising the question of risk exposure occurring during early stages of development of the individual. Because this risk was only partially studied, the thesis presented in this manuscript was designed to assess the short-term and long-term toxicity for the developing nervous system, of a mixture of 16 PAHs ingested by the pregnant and / or breastfeeding rat. PAHs were administered via a contaminated food at two doses, 2 and 200 µg/kg /day dose. The lowest one corresponds to the levels of environmental contamination via the mother's diet during gestation and/or lactation. The results show that perinatal exposure to the mixture of PAHs did not induce short-term effects on neuromotor and sensory development on pups. In contrast, a long-term increase in activity and anxiety levels was observed in the exposed animals. In addition, changes in cerebral energy metabolism, as assessed by the enzymatic activity of cytochrome oxidase on brain sections taken at different ages were observed, particularly in the limbic system. Measures of the concentrations of PAHs in the pup brain compartment showed the presence of all the parent compounds, including control animals, suggesting the existence of an environmental noise significant. Finally, several factors modulate PAH toxicity, including the exposure period, and the administration of a mixture instead of a single molecule. In conclusion, this work has highlighted, in rats, delayed neurotoxicity due to early exposure to a mixture of 16 PAHs, which raises the question of risk to humans, and in particular for the individual developing exposure to such compounds